[发明专利]新型电化学抛光装置

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造装置，尤其涉及一种新型电化学抛光装置。

背景技术

随着半导体技术的飞速发展，低介电常数的介质应用于集成电路的制造中。然而，低介电常数介质的应用给传统的化学机械抛光技术带来了不小的挑战，低介电常数介质的脆弱性难以承受传统的化学机械抛光技术所施加的机械力。因此，寻求新的平坦化技术以解决低介电常数介质的平坦化问题势在必行。

电化学抛光技术由于其能够克服传统的化学机械抛光技术在超微细特征尺寸集成电路制造中的缺陷而被逐渐应用在极大规模集成电路和超大规模集成电路的制造中。电化学抛光能够无机械应力的对金属互连结构进行平坦化。常见的电化学抛光装置包括夹持晶圆的晶圆夹盘、驱动晶圆夹盘转动和移动的马达，该马达受控于运动控制器、向晶圆夹盘上的晶圆喷射电解液的喷嘴以及电连接晶圆夹盘和喷嘴的电源，其中，电源的阳极与晶圆夹盘电连接，通过晶圆夹盘向晶圆表面的金属层供电，电源的阴极与喷嘴电连接，通过喷嘴使电解液带电荷。电化学抛光时，马达驱动晶圆夹盘旋转和移动的同时，喷嘴向晶圆夹盘上的晶圆喷射电解液，通过电化学反应实现对晶圆表面平坦化。然而，当抛光晶圆中心或晶圆边缘时，由于喷射至晶圆中心或晶圆边缘的液柱形状较难稳定控制，因而导致抛光结果不太稳定，致使整片晶圆内的抛光均匀性不甚理想。

发明内容

本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷提供一种结构简单、能够提高晶圆表面抛光均匀性的新型电化学抛光装置。

为实现上述目的，本发明提出的新型电化学抛光装置，包括：晶圆夹盘、电解液供应装置及抛光电源回路构成装置。晶圆夹盘夹持晶圆，晶圆表面分布有金属层。电解液供应装置包括喷嘴，喷嘴向晶圆表面的金属层喷射电解液。抛光电源回路构成装置包括抛光盘及电源，抛光盘由导电材料制成，抛光盘的底面与晶圆表面平行布置，抛光盘与喷嘴同步移动，电源的阳极与晶圆夹盘电连接，电源的阴极与抛光盘电连接。

在一个实施例中，电化学抛光时，抛光盘与晶圆表面的金属层之间间隔一预定距离。预定距离在0mm到10mm之间。

在一个实施例中，电化学抛光时，抛光盘与晶圆表面的金属层接触。

在一个实施例中，喷嘴邻近于抛光盘的边缘布置。

在一个实施例中，抛光盘的中心开设有通孔，喷嘴收容于该通孔中。

在一个实施例中，抛光盘的底面开设有网格状的沟槽或开设有由中心向外发散的沟槽。

在一个实施例中，抛光盘绕其自身的中心轴旋转。

在一个实施例中，电解液供应装置还包括电解液供应管道，电解液供应管道具有旋转端和与旋转端相对的末端，电解液供应管道能够绕电解液供应管道的旋转端转动，喷嘴设置在电解液供应管道的末端，抛光电源回路构成装置还包括旋转摆臂，旋转摆臂具有旋转端和与旋转端相对的末端，旋转摆臂能够绕旋转摆臂的旋转端转动，抛光盘设置在旋转摆臂的末端，旋转摆臂的旋转端和电解液供应管道的旋转端与一致动器连接，致动器驱动旋转摆臂和电解液供应管道同步摆动以带动抛光盘和喷嘴同步移动。

在一个实施例中，旋转摆臂和电解液供应管道集成在一个摆轴中，摆轴与致动器连接，致动器驱动摆轴转动以带动旋转摆臂和电解液供应管道同步转动。

综上所述，本发明通过设置抛光盘，并使抛光盘与电源电连接，从而能够保证在晶圆表面的任一区域，抛光盘与晶圆之间均可以形成稳定的电场，且抛光盘与晶圆之间通过电解液形成电流回路，提高了晶圆表面抛光均匀性。

附图说明

图1揭示了根据本发明的第一实施例的新型电化学抛光装置抛光晶圆时的剖面结构示意图。

图2揭示了根据本发明的第一实施例的新型电化学抛光装置的俯视图。

图3A揭示了根据本发明的新型电化学抛光装置的抛光盘的一实施例的仰视图。

图3B揭示了根据本发明的新型电化学抛光装置的抛光盘的又一实施例的仰视图。

图4揭示了根据本发明的第一实施例的新型电化学抛光装置抛光晶圆时的又一剖面结构示意图。

图5揭示了根据本发明的第二实施例的新型电化学抛光装置抛光晶圆时的剖面结构示意图。

图6揭示了根据本发明的第二实施例的新型电化学抛光装置的抛光盘的仰视图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。